五相永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)具有容错性能优良、转矩脉动小和功率密度高等特点,广泛应用于电船推进、轨道牵引和航空航天等可靠性要求较高的场合。在某些极端环境下,位置传感器的使用会造成系统的可靠性下降,无位置传感器控制可以作为系统的备份控制方案,因此本文对五相PMSM全速域无位置传感器控制技术展开了研究。包括低速运行状态下基于高频电压注入法的转子位置辨识技术研究、中高速运行状态下基于滑模观测器(Sliding Mode Observer,SMO)的转子位置辨识技术研究、转子初始位置检测方法研究以及全速域运行控制方法的研究。首先,利用绕组函数法,推导出五相PMSM的电感矩阵,进而推导出其在自然坐标系和旋转坐标系下的数学模型。以旋转坐标系下的数学模型为基础,对改进的最近四矢量脉宽调制算法进行了研究,仿真表明该算法能够抑制谐波电压并提高调制范围,以此为基础设计了矢量解耦双闭环控制系统,仿真验证了控制系统的有效性。其次,对基于高频旋转电压注入法的磁极位置检测方法展开研究。基于五相PMSM数学模型,推导出高频电压注入下的定子电流模型,分析凸极率对高频电流轨迹的影响。在此基础上,分析了含有转子位置信息分量的提取过程,利用锁相环(Phase-locked Loop,PLL)对转子位置进行观测。利用Matlab工具箱计算滤波器的群延迟,补偿观测角度误差;利用磁饱和下的定子电感矩阵对定子电流模型重新进行了分析,模型表明由于饱和将带来角度误差项,据此采用查表的方式在线补偿滞后角度;利用泰勒级数展开的方法,对静止磁饱和下的定子电流模型进行了具体分析,模型表明高频电流的二次正序分量含有磁极极性信息,一次负序分量含有转子位置信息,据此得到静止磁极位置检测方法。然后,对基于SMO的磁极位置检测方法展开研究。基于基波子空间的状态方程,建立了传统SMO,仿真结果表明观测反电势中含有大量抖振信号;采用连续sigmoid函数代替符号函数作为控制律,建立了改进SMO,抖振现象得以抑制,但是瞬态观测误差较大;以电流和反电势为状态变量再次建立扰动观测器,仿真表明该法能够对反电势进行平滑估算,提高了系统瞬态时的观测精度;最后,搭建了五相PMSM驱动控制系统实验平台。介绍了系统硬件和算法结构;场路耦合联合仿真证明了静止磁极位置检测理论的有效性,位置估算误差分别为5.49°和13.19°,能够满足电机正常启动;仿真表明滞环切换算法在切换瞬间角度估算误差较大,系统出现震荡,而基于速度加权函数算法,系统能在全速域较为稳定运行;利用角度估算误差曲线确定了切换区间上下限为200rpm和150rpm;实验验证了基于高频注入法的无传感器控制理论以及静止磁极位置检测理论的有效性。